第十八章 电功率 第4节 焦耳定律1.电流的热效应(1)电流有三大效应:①电流的热效应;②电流的磁效应;③电流的光学效应。(2)电流的热效应:电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。(3)任何用电器,只要有电阻存在,电流通过时都会有热效应产生;如果电阻为零(如超导体),则没有电流的热效应产生。2.影响电流产生热量的因素:在电流和电阻相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多;在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;在通电时间、电阻相同的情况下,电流越大,产生的热量越多。3.焦耳定律(1)焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。(2)公式:Q=I2Rt。符号的意义及其单位: Q——热量——焦耳(J) I——电流——安培(A) R——电阻——欧姆(Ω) t——时间——秒(s)(3)适用范围:无论纯电阻还是非纯电阻,任何电阻为R的用电器,都能用焦耳定律计算它产生的电热。(4)电热Q与电能W的关系:①纯电阻Q=W,因为纯电阻将电能全部转化为热,所以产生的电热与消耗的电能相等;②非纯电阻Q

管,两根不同阻值的电阻丝,以及滑动变阻器、开关、导线、电源等。两个实验小组根据
提供的实验器材,分别设计了如图甲、乙所示的两个方案。(1)这两个方案的
共同点是通过观察什么知道电热的多少?(2)甲
方案探究的问题是什么?(3)乙
方案探究的问题是什么?【解析】(1)电热的多少是不能
直接观察测量的,但是运用转换的方法可通过电热的效果来知道
电热的多少。两个方案的实验中,烧瓶大小、玻璃管粗细都相同,都装的煤油,且都装满,将电阻丝置
于煤油中,相同时间内电热越多的,煤油膨胀升到细玻璃管中的高度就越高。(2)甲
方案中两电阻丝串联,电流一定,电阻不同,根据控制变量的要求可知,不同的因素正是我们要探究影响因素,所以
甲探究的是在电流和通电时间一定的条件下,电阻对电热的影响。(3)乙
方案中两电阻并联,电压相同,电阻不同,同样的道理,乙探究的是在电压和通电时间一定的
条件下,电阻对电热的影响。【答案】(1)观察
煤油受热膨胀在细玻璃管中上升的高度来知道电热的多少　(2)甲方案探究在电流和通电时间一定的
条件下,电阻对电热的影响　(3)乙方案探究在电压和通电时间一定的
条件下,电阻对电热的影响　　例3.如
图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=50kg,电源电压U=110V且保持
不变,电动机线圈的电阻R=4Ω,不计各处摩擦,当电动机以某一速度匀速向上提升重物时,电路
中的电流I=5A。求:(1)电
源的输出功率;(2)电动机
线圈电阻R的发热功率。第 2 页
(2)对于纯电阻,如果是加在导体两端电压和通电时间一定,则由P=及Q=W=Pt可得Q=t,即电热与电阻成反比。注意:仅对于纯电阻适用。例1.下列现象中,不属于利用电热的是(　　)A.用电饭锅煮饭 B.电热孵卵器孵小鸡C.用电熨斗熨衣服 D.电视机加散热窗【解析】A、B、C选项中均是利用了电热来加热其他物体,而D选项中电视机加散热窗,是为了防止电热过多,影响元件的工作性能。【答案】D　　例2.为了探究影响电热的因素,实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃


推导式的应用条件。电动机主要将电能转化为提升
重物需要的机械能,同时电流通过线圈的电阻又不可避免地产生热量。 【解】(1)电
源的输出功率:P=UI=110V×5A=550W; (2)电动机
线圈的发热功率:P热===I2R=(5A)2×4Ω=100W。第 3 页
【解析】电动机是非纯电阻,注意相关公式及